大體積混凝土裂縫控制技術(shù)要點(diǎn)研究

趙志業(yè)

身份證號(hào)碼：452131197509140012

摘要：近年來，隨著建筑高度越來越高，高層建筑底板厚度越來越厚，大體積混凝土底板由于度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫在工程實(shí)踐中屢見不鮮，所以加強(qiáng)大體積混凝土的質(zhì)量控制尤為重要。本文在此從大體積混凝土裂縫的成因出發(fā)，從幾個(gè)不同的角度對(duì)大體積混凝土裂縫控制做了詳細(xì)的研究。

一、大體積混凝土的施工特點(diǎn)及裂縫產(chǎn)生的原因分析

大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚度大，體積大，鋼筋密集，混凝土澆筑量大，結(jié)構(gòu)整體性要求高，一般不允許留置施工縫，要求整體澆筑。

由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)較小，混凝土在凝結(jié)過程中水泥水化釋放的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)出去，以致于混凝土內(nèi)部溫度越積越高，混凝土內(nèi)外溫差也就越大。大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨外界氣溫變化而變化，特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土的溫差，這對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)極為不利?；炷羶?nèi)外溫差引起溫度變形產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，是造成混凝土裂縫的原因之一。溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起溫度應(yīng)力增大。混凝土中約有80%的水分要蒸發(fā)掉，由于多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土的收縮，產(chǎn)生收縮裂縫，這對(duì)于混凝土是很不利的。

混凝土裂縫分為貫穿裂縫、深層裂縫和表面裂縫三種。表面裂縫一般危害性較小，深度裂縫部分切斷了結(jié)構(gòu)斷面，有一定的危害，而貫穿裂縫是由于混凝土表面裂縫發(fā)展成深度裂縫，最終形成貫穿裂縫，它切斷了混凝土結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害是比較嚴(yán)重的。

二、大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施

1、大體積混凝土配合比例設(shè)計(jì)

1.1原材料選用

①水泥：由于水泥的用量直接影響著水化熱的多少及混凝土溫升，大體積混凝土應(yīng)選用水化熱較低的水泥，如低熱礦渣硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥等，并盡可能減少水泥用量。②細(xì)骨料：宜采用Ⅱ區(qū)中砂，因?yàn)槭褂弥猩翱蓽p少水及水泥的用量。③粗骨料：在可泵送情況下，選用粒徑5-20mm連續(xù)級(jí)配石子，以減少混凝土收縮變形。④含泥量：在大體積混凝土中，粗細(xì)骨料的含泥量是要害問題，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴(yán)重降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)抗裂的危害性很大。因此，骨料必須現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)測(cè)，石子的含泥量控制在1%以內(nèi)，砂的含泥量控制在2%以內(nèi)。⑤摻合料：應(yīng)用添加粉煤灰技術(shù)。在混凝土中摻用的粉煤灰不僅能夠節(jié)約水泥，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠大幅度提高混凝土后期強(qiáng)度，推移溫升峰值出現(xiàn)時(shí)間。

1.2減水劑的使用

采用減水劑，如SF一1緩凝高效減水劑；膨脹劑采用廣泛使用的U型膨脹劑，如無水硫鋁酸鈣（C4S）或硫酸鋁（Al2（SO4）），試驗(yàn)表明在混凝土添加了膨脹劑之后，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力可以抵消一部分混凝土的收縮應(yīng)力，相應(yīng)地提高混凝土抗裂強(qiáng)度。

2、施工現(xiàn)場(chǎng)控制

2.1澆筑與振搗

①全面分層：即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方法，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。②分段分層：混凝土澆筑時(shí)，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初疑，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方法適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大，面積或長(zhǎng)度較大的工程。③斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過厚度3倍的情況?；炷翝仓酉露碎_始逐漸上移。混凝土的振搗也要適用斜面分層澆筑工藝，一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實(shí)；下面的一道振動(dòng)器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn)，振動(dòng)器也相應(yīng)跟上。④厚1.0mm內(nèi)砼宜采用平推澆筑法，同一坡度，薄層循序推進(jìn)依次澆筑到頂，厚1.0mm以上宜分層澆筑，每一澆筑層采用平推澆筑法，厚度超過2m時(shí)，可考慮留置水平施工縫。

三、混凝土養(yǎng)護(hù)措施

1、養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。

為保證新澆砼有適宜的硬化條件，防止早期干縮產(chǎn)生裂縫，大體積砼澆筑完畢后，要加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，普通硅酸鹽水泥拌制的砼不得少于14天；其它水泥不少于21天。養(yǎng)護(hù)方法分降溫法和保溫法，夏季施工時(shí)一般可使用草袋覆蓋、灑水、蓄水養(yǎng)護(hù)或噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)；冬季施工時(shí)，由于環(huán)境氣溫較低，一般可利用保溫材料提高新澆筑砼表面和四周溫度，減少砼的內(nèi)外溫差。

2、在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)

2.1為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對(duì)砼進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制。大體積砼的溫度變化在1～72h變化最大，這段時(shí)間要每2h測(cè)量一次，4～7d每4h測(cè)量一次，其后為8h一次，整個(gè)測(cè)量過程時(shí)間不少于20d，并作詳細(xì)記錄，整理繪制溫度曲線。測(cè)溫可采用埋鋼管和采用測(cè)溫裝置等方法。

2.2經(jīng)測(cè)溫如觀測(cè)到砼內(nèi)部最高溫度與大氣溫度之差超過規(guī)定極限值時(shí)，要立即采取降溫措施，降低砼內(nèi)部溫度，控制砼內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生，常見的方法有導(dǎo)溫管加冷卻水循環(huán)方法來降低砼內(nèi)部溫度。

四、裂縫的處理方法

1、表面封閉法

該法主要通過在微細(xì)裂縫表面涂膜以提高其防水性及耐久性的方法，它主要適用于穩(wěn)定和對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫及深進(jìn)裂縫的處理。通過在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或油漆瀝青等防腐材料，以防止水分、二氧化碳以及其他有害介質(zhì)的侵入。

2、灌漿、嵌縫封堵法

常見的封堵方法有下列幾種：化學(xué)灌漿法、嵌縫法、封堵法、涂膜堵漏法等。該法主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的砼裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入砼的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與砼形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的作用。

3、結(jié)構(gòu)加固法

一般通過加大砼結(jié)構(gòu)的截面面積、預(yù)應(yīng)力加固、外包型鋼、噴射砼補(bǔ)強(qiáng)加固等措施。

4、混凝土置換法

具體工藝是：剔除砼→砼面層及鋼筋處理→置換材料的配置→ 養(yǎng)護(hù)及粉刷。常用的置換材料有：水泥砂漿、聚合物或改性聚合物砼。

5、電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防護(hù)法主要有三種：陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法。它通過施加電場(chǎng)，改變砼或鋼筋砼所處的環(huán)境，防止鋼筋銹蝕，從而達(dá)到防護(hù)的目的。

6、仿生自愈合法

此法是模仿生物組織對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在砼傳統(tǒng)組分中加入特殊組分（如含黏結(jié)劑的液芯纖維或膠囊）在砼內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當(dāng)混凝土材料出現(xiàn)裂縫時(shí)，部分液芯纖維可使砼裂縫重新愈合。混凝土的自修復(fù)系統(tǒng)對(duì)基體微裂縫的修補(bǔ)和有效延緩潛在危害提供了一種新的思路和方法。

五、結(jié)語

總之，施工中需要在混凝土的材料選擇、配制、攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)、測(cè)溫等方面采取必要措施，預(yù)防混凝土溫度、收縮等裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土的整體和穩(wěn)定性，確?；炷恋馁|(zhì)量。在大體積混凝土中摻加一定數(shù)量的毛石，可以吸收混凝土中水泥水化熱，有效減少混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度裂縫。同時(shí)，可以減少混凝土用量，節(jié)約水泥等材料的用量、節(jié)約能源、節(jié)約社會(huì)資源，有很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。